用于可控地引入吹制介質(zhì)的閥裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于將吹制介質(zhì)可控地引入到塑料型坯中的閥裝置，所述閥裝置包括至少一個可控閥體、至少一個致動裝置以及用于控制所述致動裝置的控制裝置，其中，所述致動裝置至少接間地操作性地連接到所述閥體，其中，所述致動裝置包括至少一個壓電致動器，其中，通過借助所述控制裝置并且根據(jù)提供到所述壓電致動器中的電流和/或施加到所述壓電致動器的電壓而進行的所述致動裝置的致動以及與所述致動裝置的致動相關(guān)聯(lián)的所述壓電致動器的控制，所述閥體能夠從打開位置運動到關(guān)閉位置并且反之亦然，并且在所述關(guān)閉位置中，用于將所述吹制介質(zhì)引導(dǎo)到所述塑料型坯中的主流動路徑被關(guān)閉。
【專利說明】用于可控地弓I入吹制介質(zhì)的閥裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于將吹制介質(zhì)可控地引入到塑料型坯中的閥裝置，根據(jù)權(quán)利要求I的前序部分，該閥裝置包括至少一個可控閥體、至少一個致動裝置以及用于對致動裝置進行控制的控制裝置，其中，致動裝置至少間接地操作性地連接到閥體。
[0002]在這種情況下，需要指出的是，表述“間接地”是指致動裝置直接接合閥體(即，在閥體和致動裝置之間沒有外加的部件)并且例如使閥體運動，或者是指例如傳遞致動裝置的運動的另外的可動元件被設(shè)置在致動裝置和閥體之間。因此，如果可與致動裝置分離的另外的元件被設(shè)置在致動裝置和閥體之間，則致動裝置僅間接地接合閥體。

【背景技術(shù)】
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中已知許多不同的用于將吹制介質(zhì)引入到塑料型坯中的閥裝置。
[0004]例如，在文獻EP I 271 029 BI中已知一種氣動地控制吹制壓力以便進行容器的吹塑的裝置。在這種情況下使用了塑料或金屬的活塞，其中，活塞例如通過導(dǎo)閥被控制并且進行氣動運動。為此，導(dǎo)閥可以由電信號進行控制。盡管在該文獻中，非常高的傳動比是可以實現(xiàn)的，也就是說，通過較高的控制空氣壓力(高達12巴)來控制非常高的處理空氣壓力(高達40巴)，但文獻Dl中示出的閥裝置具有非常長的閥切換時間。該閥切換時間可以長達2毫秒，從而特別地在上述文獻中，還做出嘗試以通過單獨地引入控制空氣來盡可能地減少閥切換時間。因此特別地，文獻EP I 271 029 BI中示出的閥裝置不僅具有特別長的閥切換時間而且具有高的壓縮空氣損耗量。此外，閥裝置的可變的行程長度僅能夠通過例如附加的機械止擋件實現(xiàn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，本發(fā)明的目的是提供一種消除了上述缺點的閥裝置，并因此能夠提供一種閥裝置，該閥裝置具有非常低的閥切換時間并且同時被構(gòu)造成適于相當高的壓力和/或壓力條件，并且該閥裝置的制造成本還是低的。
[0006]上述目的通過權(quán)利要求1的主題實現(xiàn)。進一步的實施例在從屬權(quán)利要求中進行了描述。
[0007]現(xiàn)在，為了提供用于將吹制介質(zhì)可控地引導(dǎo)到塑料型坯中的閥裝置，該閥裝置具有非常短的閥切換時間、制造成本低并且還被構(gòu)造成適于非常高的壓力和/或壓力條件，本發(fā)明特別地采用的構(gòu)思是，致動裝置包括至少一個壓電致動器，其中，通過借助控制裝置并且根據(jù)提供到壓電致動器中的電流和/或施加到壓電致動器的電壓(優(yōu)選地為至少12V并且至多200V)而進行的致動裝置的致動以及與致動裝置的致動相關(guān)聯(lián)的壓電致動器的控制，閥體能夠從打開位置運動到關(guān)閉位置并且反之亦然，并且在關(guān)閉位置中，用于將吹制介質(zhì)引入到塑料型坯中的主流動路徑被關(guān)閉。具體地，致動裝置可以構(gòu)造成二位二通閥或二位三通閥(例如導(dǎo)閥)的形式。
[0008]基本上，壓電元件為利用壓電效應(yīng)以便通過施加電壓實現(xiàn)機械運動(壓電致動器，利用所謂的反壓電效應(yīng))或在施加機械力時產(chǎn)生電壓的部件。
[0009]壓電元件可以為特定的晶體(壓電晶體或壓電陶瓷)，也就是例如壓電材料。陶瓷特別適于用作壓電元件，也就是說用作壓電致動器，因為即使在較低電壓下，陶瓷也能夠產(chǎn)生比壓電晶體更大的長度變化。
[0010]例如，電極被應(yīng)用于壓電材料，也就是說應(yīng)用于壓電致動器，以便由所施加的電壓產(chǎn)生電場或者由機械力產(chǎn)生的電場在電子上形成電壓。
[0011]在最簡單的情況中，壓電元件被構(gòu)造成小板的形式，小板在端部表面上具有電極，其中，當壓電被施加時，板沿厚度的方向擴張并且沿橫向方向收縮。優(yōu)選地，只要施加有電壓變形就能持續(xù)。發(fā)果沒有發(fā)生外力變化，則不需要能量來保持該變形。如果使電壓的極性反向，則變形的方向改變，并因此在這種情況下收縮沿厚度方向發(fā)生并且擴張沿橫向方向發(fā)生。
[0012]由于將壓電元件用作了這里描述的壓電致動器，因此優(yōu)選地期望以較低的電壓獲得大運動幅度。由于相對縱向擴張與電場強度成正比，因此大運動幅度能夠通過電極之間的小的間距獲得。在這點上，上述發(fā)明要求保護并且描述了，通過將電流和/或電壓提供到壓電致動器中，該壓電致動器產(chǎn)生變形并且通過壓電致動器的變形并由此還通過將壓電致動器至少間接地操作性地連接到閥體而使閥體進行機械運動，使得閥體能夠根據(jù)壓電致動器上的電壓的極性從關(guān)閉位置運動到打開位置或從打開位置運動到關(guān)閉位置，其中，能夠通過壓電致動器自身使閥體運動。
[0013]在這點上，通過這里描述的包括所述至少一個壓電致動器的閥裝置，“壓電元件”的原理首次以特別簡單的方式結(jié)合到用于可控地將吹制介質(zhì)引導(dǎo)到塑料型坯中閥裝置中，使得本發(fā)明可以利用的不尋常的認識是，通過這里描述的壓電致動器，可以提供如下閥裝置:該閥裝置不僅能經(jīng)受住高壓力和/或壓力條件，而且非常短的切換時間也能夠通過控制裝置的單獨控制獲得。因此，這里描述的閥裝置，具體地這里描述的致動裝置(以特別簡單和有利的方式包括所述至少一個壓電致動器)提供了提供耐久的、成本低的并且特別可靠地工作的閥裝置的可能性，而不需要例如借鑒易于出現(xiàn)故障并且是例如氣動操作的昂貴閥裝置。此外，這里描述的閥裝置能夠在旋轉(zhuǎn)圓盤傳送帶中特別穩(wěn)定地工作。
[0014]在這種情況下，閥裝置可以具有至少一個導(dǎo)向螺栓，閥體沿著該導(dǎo)向螺栓被引導(dǎo)。替代性地，可以設(shè)想的是省去導(dǎo)向螺栓。這意味著閥以壓力補償?shù)姆绞焦ぷ骰蚰軌蛞詨毫ρa償?shù)姆绞焦ぷ鳌?br> [0015]根據(jù)至少一個實施例，用于將吹制介質(zhì)可控地引入到塑料型坯中的閥裝置包括至少一個可控閥體、至少一個致動裝置以及用于控制所述致動裝置的控制裝置，其中，所述致動裝置至少接間地操作性地連接到所述閥體。在這種情況下，所述致動裝置包括至少一個壓電致動器，其中，通過借助所述控制裝置并且根據(jù)提供到所述壓電致動器中的電流和/或施加到所述壓電致動器的電壓而進行的所述致動裝置的致動以及與所述致動裝置的致動相關(guān)聯(lián)的所述壓電致動器的控制，所述閥體能夠從打開位置運動到關(guān)閉位置并且反之亦然，并且在所述關(guān)閉位置中，用于將所述吹制介質(zhì)引入到所述塑料型坯中的主流動路徑被關(guān)閉。
[0016]根據(jù)至少一個實施例，所述致動裝置包括至少一個控制空氣連接件，用于所述閥體和/或所述致動裝置的密封活塞的機械運動的控制空氣能夠沿著控制空氣通道被引導(dǎo)，其中，在所述關(guān)閉位置中，流動路徑通過所述密封活塞被關(guān)閉或打開。
[0017]換言之，通過這里描述的控制空氣連接件，控制空氣可以被用作虛擬的“杠桿元件”，以便使閥體更容易地運動，使得在該實施例中，包括這里描述的壓電元件的致動裝置例如與閥體自身間接接觸。在這點上，閥體通過由閥表面上的控制壓力產(chǎn)生的控制壓力經(jīng)由閥體的控制側(cè)產(chǎn)生運動，從而，這里描述的用于致動裝置的密封活塞僅用于控制和調(diào)節(jié)控制空氣壓力，并且不直接地用于閥體的調(diào)節(jié)和/或機械致動。這樣，在該實施例中，致動裝置的密封活塞和閥體并不彼此直接接觸。除了別的以外這還提供了的優(yōu)點是，致動裝置內(nèi)的壓電元件的本來輕微的撓曲和/或變形能夠起到像杠桿一樣的作用，以實現(xiàn)控制空氣通流和/或控制空氣壓力(會例如直接傳遞至閥體)的大的變化。這樣，可以使用僅呈現(xiàn)變形的輕微變化的非常小的壓電致動器，因為其僅需要調(diào)節(jié)流經(jīng)致動裝置的控制空氣和控制空氣通流。原則上，壓力活塞和/或閥體可以實際地通過壓力部件和/或力部件進行控制。
[0018]為了校準的目的，可以執(zhí)行壓力活塞的基準行程和/或閥體的基準行程，以便校準壓力活塞的末端停止位置和/或閥體的末端停止位置。
[0019]此外，可以設(shè)想的是通過顯示屏幕和相關(guān)聯(lián)的處理器單元，力/移位特性可以作為時間的函數(shù)被顯示。
[0020]根據(jù)至少一個實施例，所述閥體與所述致動裝置直接接合，具體地與所述壓電致動器直接接合。因此，在這種構(gòu)型中，壓電致動器例如與閥體直接接觸，從而可以設(shè)想的是，通過壓電致動器的外部變形，能夠直接產(chǎn)生閥體的機械運動，并不需要例如在壓電致動器和閥體之間使用上述控制空氣。
[0021]然而，也可以設(shè)想這里描述的控制空氣控制和壓電致動器直接布置在閥體上的組合。例如，可以設(shè)想的是不同的壓電致動器可以通過控制裝置被預(yù)定地控制，并且根據(jù)使用者的需要，可以在控制空氣操作或壓電致動器直接布置在閥體上之間做出選擇，或還可以采取和控制任何不同操作模式的組合。
[0022]根據(jù)至少一個實施例，所述致動裝置的密封活塞的提升運動和/或所述壓電致動器的變形至少部分地可逆(在專業(yè)術(shù)語中也稱作恢復(fù))。在這點上，“可逆”意味著壓電致動器的或密封活塞的運動和/或變形在沒有例如機械損傷的情況下是可重復(fù)的。在這點上，這里描述的密封活塞和/或這里描述的壓電致動器可以整體被預(yù)定地重設(shè)到初始狀態(tài)而不具有機械結(jié)構(gòu)損傷，從而這里描述的致動裝置，特別是這里描述的閥裝置可以被用于幾乎無限數(shù)量的操作模式，也就是說打開位置和關(guān)閉位置。
[0023]根據(jù)至少一個實施例，所述致動裝置的密封活塞的移位能夠通過所述壓電致動器的外部形狀的變化實現(xiàn)。
[0024]因此，“外部形狀”是指壓使用者可以從外部看到的電致動器的外部構(gòu)型和特性。如果壓電致動器的外部形狀現(xiàn)在發(fā)生變化，這會導(dǎo)致例如對密封活塞的運動的直接干涉。因此可以設(shè)想的是，例如將壓電致動器機械地直接穩(wěn)固連接至密封活塞。換言之，在特別有利的方式中，致動裝置的密封活塞的移位可以優(yōu)選地特別簡單地可逆地產(chǎn)生，并且不需要附加的機械和/或電氣部件通過對壓電致動器的控制(例如通過電壓)而進行的干涉以及壓電致動器的外部形狀的伴隨的變化。
[0025]根據(jù)至少一個實施例，所述致動裝置的密封活塞的移位能夠通過沿所述閥體的提升方向的厚度擴張的變化實現(xiàn)。在這點上，可以設(shè)想的是，至少一個電極沿壓電動動器的厚度方向被設(shè)置在壓電致動器的覆蓋表面的兩側(cè)上，并且整個壓電致動器沿閥活塞的提升方向和/或沿密封活塞的提升方向被設(shè)置在致動元件的密封活塞后面，并且當電壓被施加時，例如壓電致動器的厚度減小，使得致動裝置的密封活塞沿壓電致動器的方向被拉動，并由此例如密封活塞打開控制空氣連接件，使得整個閥體能夠例如沿遠離壓電元件的方向被推動或拉動到關(guān)閉位置。
[0026]根據(jù)至少一個實施例，所述壓電致動器被構(gòu)造成壓電疊堆的形式，所述壓電疊堆包括一個接一個地串聯(lián)定位和/或彼此串聯(lián)連接的至少兩個壓電式部分致動器(piezoelectric part-actuator)。在這點上,每個壓電式部分致動器的厚度的變化可以通過這里描述的一個接一個地連接的多個壓電元件的串接體分別地累加，使得壓電式部分致動器的厚度變化的總和與整體的壓電致動器的厚度的總變化相對應(yīng)。這特別地導(dǎo)致了通過例如電氣并聯(lián)進行控制的機械串聯(lián)布置。為此，可以設(shè)想的是將第一部分性壓電致動元件定位在電極上(例如陽極接頭)，然接再次定位在電極上(例如陰極接頭)，并且隨后另外的壓電式部分致動器與設(shè)置在壓電式部分致動器之間的電極有規(guī)律地交替，以將電極設(shè)置在它們之間的方式，其中，極性的方向變化或必須變化。這樣的串接體因此可以以幾乎任意次數(shù)重復(fù)。在這種情況下，陽極和陰極可以各自從外部被連接。
[0027]換言之，電壓可以被施加到電極，使得兩個電極之間的距離的大小基于壓電式部分致動器的長度的變化增大或減小。特別地在這種情況下，至少12伏到至多200的電壓被使用。這樣的電壓范圍被證明對于長度的最有效的可能的變化是特別有利的。
[0028]根據(jù)至少一個實施例，閥裝置包括至少一個用于存儲電能的能量存儲裝置，其中，所述能量存儲裝置的存儲能力被確定為使得通過所述壓電致動器的控制和操作，所述閥體和/或所述致動裝置的密封活塞能夠運動經(jīng)過至少一個完整的提升運動。這樣的能量存儲裝置使得例如在吹塑機中的閥裝置能夠進行特別可靠的操作。實際上，可以設(shè)想的是，由于操作中斷，對致動裝置以及由此對閥裝置和/或吹塑機的其它部件的連續(xù)供電無法得到保證。如果由于意外情況，對吹塑機以及由此對閥裝置的供電出現(xiàn)故障，由于這里描述的能量存儲裝置的存儲能力，盡管外部供電中斷，但閥裝置仍可以例如從打開位置返回到關(guān)閉位置，使得盡管整個吹塑機和塑料型坯的運動已經(jīng)停止，以不期望的和意外的方式，吹制空氣在吹塑機全面關(guān)停期間例如以不可控制的方式被吹送到塑料型坯中。在這點上，通過這里描述的能量存儲裝置，以特別有利的方式提供了完全不需要外部電源就能產(chǎn)生作用的安全機構(gòu)。
[0029]根據(jù)至少一個實施例，所述閥裝置包括至少一個傳動機構(gòu)，所述至少一個傳動機構(gòu)用于傳遞所述壓電致動器的運動和/或變形并且將所述壓電致動器的運動和/或變形轉(zhuǎn)換成所述致動裝置的密封活塞的提升運動和/或所述閥體的活塞的提升運動。例如，傳動機構(gòu)可以被構(gòu)造成“杠桿傳動元件”的形式，使得本來較小的壓電致動器的運動能夠通過傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換成例如密封活塞的以可預(yù)定的因子放大的線性運動并由此能夠被傳遞。因此，這里描述的傳動機構(gòu)使得能夠在需要大行程路徑的閥裝置的情況下而能夠特別有效地使用這里描述的壓電致動器(盡管其通常呈現(xiàn)較小的厚度變化)，使得由于這里描述的傳動機構(gòu)，產(chǎn)生了也可以在非常大的橫截面積的情況下使用的閥裝置。特別地，傳運機構(gòu)可以進行操作或構(gòu)造成是自鎖的，從而沒有間隙和/或不可調(diào)節(jié)。
[0030]根據(jù)至少一個實施例，所述閥體的密封活塞與所述閥體的外殼之間的密封表面具有與所述密封活塞的硬度不同的硬度。
[0031]特別地，可以設(shè)想的是，活塞由金屬構(gòu)造而成而外殼的內(nèi)表面由塑料構(gòu)造而成，或者活塞由塑料構(gòu)造而成而外殼的內(nèi)表面由金屬構(gòu)造而成。在這點上，可以設(shè)想的是，通常在致動元件中，金屬碰觸塑料并且沿著塑料磨擦。實際上，意外的是已經(jīng)認識到密封活塞和閥體的外殼的內(nèi)表面之間的這樣的金屬/塑料邊界表面使得能夠產(chǎn)生非常低的摩擦阻力并且產(chǎn)生最少的熱量，從而，因此形成了非常耐久的閥裝置。因此總的來說，例如，以下邊界表面結(jié)構(gòu)是可能的:
[0032]活塞:金屬/塑料
[0033]引導(dǎo)件:塑料/金屬
[0034]因此，例如金屬通常在塑料上磨擦或塑料在金屬上摩擦。
[0035]在這點上，需要提到的是這里描述的傳動機構(gòu)可包括至少一個旋轉(zhuǎn)部件和/或至少一個線性運動部件。在這點上，可以設(shè)想的是，該旋轉(zhuǎn)部件可以由塑料制成而傳動機構(gòu)的另外的線性運動部件可以由金屬制成，或者該旋轉(zhuǎn)部件可以由金屬制成而傳動機構(gòu)的另外的線性運動部件可以由塑料制成。在這種情況下，已經(jīng)認識到的是由于這樣的塑料/金屬邊界表面，該傳動機構(gòu)是非常耐久的并且不僅呈現(xiàn)低的摩擦阻力和摩擦損耗而且呈現(xiàn)低的發(fā)熱量。因此總的來說，例如，傳動機構(gòu)的以下邊界表面結(jié)構(gòu)是可能的:
[0036]旋轉(zhuǎn)部件:塑料/金屬
[0037]線性運動部件:金屬/塑料。
[0038]因此，例如金屬通常在塑料上磨擦或塑料在金屬上摩擦。
[0039]根據(jù)至少一個實施例，所述控制裝置被連接至外電壓并且通過電總線系統(tǒng)操作。這里描述的電總線系統(tǒng)為例如被集中控制的收集和/或分配裝置，使得這里描述的控制裝置能夠通過控制器裝置通過電總線系統(tǒng)例如集中地操作。
[0040]根據(jù)至少一個實施例，所述主流動路徑內(nèi)的體積流量能夠通過所述致動裝置的密封活塞的可變行程長度進行調(diào)節(jié)，所述可變行程長度能夠由所述控制裝置進行調(diào)節(jié)。這種大行程長度可以有利地與體積流量的非常細微的調(diào)節(jié)相關(guān)。
[0041 ] 此外，描述了一種用于將吹制介質(zhì)可控地弓丨入到塑料型坯中的吹塑裝置以及用于操作吹塑裝置的方法，所述吹塑裝置包括至少一個根據(jù)前述實施例中的至少一個所述的閥裝置。這意味著針對這里描述的閥裝置所列特征對這里描述的吹塑裝置以及這里描述的方法而言也被公開，并且針對這里描述的吹塑裝置以及這里描述的方法所列特征對這里描述的閥裝置而言也被公開。
[0042]根據(jù)至少一個實施例，所述吹塑裝置包括至少一個控制器站，所述控制裝置通過所述至少一個控制器站被監(jiān)控和/或控制。具體地，可以設(shè)想的是，通過這里描述的控制器站，吹塑裝置的可預(yù)定數(shù)量的(例如所有的或僅一些)閥裝置通過相應(yīng)的控制裝置的控制被可預(yù)定地監(jiān)控和/或控制。換言之，通過這里描述的控制器站提供了中央處理單元，該中央處理單元能夠檢測和/或顯示例如吹塑裝置的單獨的操作單元的操作故障的診斷的非常低成本的和節(jié)省時間的選擇。在這種情況下，控制器站可以集中地或遠離吹塑裝置的中心設(shè)置。
[0043]替代性地或附加地，可以設(shè)想的是至少一個獨立的控制器站與各個閥裝置相關(guān)聯(lián)。為此，每個控制器站可以由閥裝置包圍繞并且例如結(jié)合至閥裝置。
[0044]根據(jù)吹塑裝置的至少一個實施例，至少一個拉伸桿在所述塑料型坯中的定位以及所述壓電致動器通過所述控制裝置的控制由所述控制器站監(jiān)控和/或控制并且彼此協(xié)調(diào)。這在點上，可以設(shè)想的是，吹塑或吹送過程可以通過拉伸桿在塑料型坯中的定位以及壓電致動器的控制以彼此相關(guān)的方式進行。事實上，可以設(shè)想的是，僅在拉伸桿在塑料型坯內(nèi)的可預(yù)定的最終定位之后，閥裝置才從關(guān)閉位置切換到打開位置，使得通過拉伸桿的定位和壓電致動器的控制的這樣的協(xié)調(diào)并且使兩者彼此相關(guān)，確保了在拉伸桿在塑料型坯內(nèi)的最終定位之前不期望的吹制空氣不會已經(jīng)流入到了塑料型坯中。
[0045]根據(jù)至少一個實施例，所述閥體的行程路徑和/或所述致動裝置中的密封活塞的行程路徑與引入到所述塑料型坯中的拉伸桿的行程路徑平行或成大于0°并且小于180°的角度。在這點上，通過單獨的行程路徑的這種“平行”定向，確保了操作盡可能地是傳動自由的，也就是說用于對例如線性運動和圓周運動或例如沿一個方向的線性運動和沿不同方向的線性運動進行傳動的不必要的和附加的機械元件可以被省去。替代性地，可以設(shè)想的是閥體的行程路徑和/或密封活塞的行程路徑被設(shè)置成相對于拉伸桿成至多180°的可預(yù)定角度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046]下面參照實施例和相關(guān)聯(lián)的附圖更詳細地說明這里描述的閥裝置以及這里描述的吹塑裝置:
[0047]圖1A-1B示出了根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的第一實施例的示意性俯視圖；
[0048]圖2A-2B示出了根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的另一實施例的示意性俯視圖；
[0049]圖3A-4D示出了根據(jù)本發(fā)明的閥裝置的實施例的直接驅(qū)動裝置的示意性俯視圖；
[0050]圖5示出了傳動機構(gòu)的實施例的示意性側(cè)視圖。
[0051]附圖標記清單
[0052]I 閥體
[0053]IA吹制介質(zhì)
[0054]IB主流動路徑
[0055]3 能量存儲裝置
[0056]4 傳動機構(gòu)
[0057]10密封表面
[0058]11密封活塞
[0059]IlA密封活塞
[0060]IlB其它密封活塞
[0061]12 外殼
[0062]21壓電致動器
[0063]22控制裝置
[0064]23致動裝置
[0065]23A控制空氣連接件
[0066]23B控制空氣通道
[0067]41第一柱體元件
[0068]42第二柱體元件
[0069]100閥裝置
[0070]200控制器站
[0071]1000 吹塑機

【具體實施方式】
[0072]在實施例中并且在附圖中，相同或等效的部件在每種情況下被提供有相同的附圖標記。所示出的元件不應(yīng)當被認為是按比例繪制的，相反，元件個體可以以非常大的方式被示出以幫助理解。
[0073]參照示意性俯視圖，圖1A示出了這里描述的用于將吹制介質(zhì)IA可控地引入到塑料型坯中的閥裝置100的實施例。在這種情況下，本實施例中的閥裝置100包括可控閥體1、致動裝置23以及用于對致動裝置23進行控制的控制裝置22，其中，致動裝置23與閥體I間接地操作性連接。
[0074]換言之，致動裝置23包括控制空氣連接件23A，控制空氣可以通過該控制空氣連接件23A被引導(dǎo)，以便使閥體I沿著控制空氣通道23B的方向進行機械運動，其中，在閥體I的關(guān)閉位置中，經(jīng)過密封活塞IlAUlB的流動路徑是打開的，使得控制空氣經(jīng)由控制通道23B沖擊閥體I控制側(cè)的表面并且使閥體I沿遠離致動裝置2的方向移位。在閥體的該位置中，吹制空氣不能夠進入塑料型坯。同時，從圖1A可以看到，另一密封活塞IlUlB以氣密性的方式關(guān)閉與其相關(guān)聯(lián)的控制空氣通道，使得在該實施例中，控制空氣一旦被引入到閥體的外殼中就不能夠通過所述另一控制空氣通道排出。這樣，恒定壓力施加在閥體的活塞上，閥體關(guān)閉了吹塑機的控制塊6和吹塑機1000的其它或別的通道元件之間的中間通道。這樣，圖1A中示出的閥裝置100處于關(guān)閉狀態(tài)。
[0075]在這種情況下，如在圖1A中進一步示出的，致動裝置23包括總共四個壓電致動器21，其中，在每種情況下，兩個壓電致動器21與密封活塞IlAUlB相關(guān)聯(lián)并且能夠使活塞IlAUlB運動。這樣，通過借助控制裝置22并且根據(jù)提供到壓電致動器中的電流和/或施加到壓電致動器的電壓而進行的致動裝置23的致動以及與致動裝置23的致動相關(guān)聯(lián)的壓電致動器21的控制，閥體I從打開位置運動到圖1A中示出的關(guān)閉位置。此外，每個致動裝置包括控制器站200，控制裝置22通過該控制器站200被監(jiān)控和/或控制。
[0076]具體地，可以看到的是，在相對于閥體I的提升方向橫向的方向上，與圖1A中的密封活塞IlA相關(guān)聯(lián)的壓電元件21被直接連接到密封活塞IlA的側(cè)表面上，并且在這種情況下相對于與所述另一密封活塞IlB相關(guān)聯(lián)并且固定到所述另一密封活塞IlB的壓電致動器21具有相反的控制極性。這樣，確保了在圖1A中示出的閥的關(guān)閉狀態(tài)下，第一密封活塞IlA允許控制空氣通過并且沖擊閥體1，而出于密封的目的第二密封活塞IlB完全關(guān)閉與其相關(guān)聯(lián)的控制空氣通道。就此而言，相應(yīng)的密封活塞IlAUlB的相應(yīng)的壓電致動器21可以通過不同的電壓極性進行控制。換言之，密封活塞的控制通過力和移位以聯(lián)合的方式進行。具體地，閥體I可以通過力而關(guān)閉。在這種情況下可以設(shè)想的是，閥體I的控制裝置22被設(shè)置成緊鄰閥體I和/或緊鄰壓電致動器21。在這種情況下還可以設(shè)想的是，閥裝置100包括容置至少壓電致動器21的外殼。因此，壓電致動器21可以結(jié)合到外殼中。
[0077]此外，致動裝置2具有至少一個吸聲器5，所述至少一個吸聲器5對流經(jīng)所述另一控制空氣通道的控制空氣進行緩沖并且衰減由此產(chǎn)生的聲波。
[0078]圖1A中示出的閥裝置100在圖1B中以打開位置示出，從而吹制空氣能夠沿著主流動路徑IB (由彎曲箭頭示出)流動到控制塊6和吹塑機1000的其它部件之間構(gòu)造的通道中。在這種情況下需要特別指出的是，這時兩個密封活塞IlAUlB沿相反的切換方向被設(shè)置，從而在圖1B中，第一密封活塞IlA以氣密性方式關(guān)閉與其相關(guān)聯(lián)的控制空氣通道23B，并且與在圖1A中相反地，第二密封活塞IlB打開與其相關(guān)聯(lián)的控制空氣通道，從而例如空氣能夠從充填閥裝置100的控制側(cè)的空氣室經(jīng)由吸聲器排出。為了在閥體I運動的情況下進行密封，密封件(例如，設(shè)計成適于高達40巴的壓力)被設(shè)置在閥體的邊緣處(參見圖1A和圖1B)。
[0079]圖2A示出了這里描述的閥裝置100的另一實施例的示意性側(cè)視圖，其中，與根據(jù)圖1A和圖1B的實施例不同，壓電致動器21在每種情況下都被構(gòu)造成壓電疊堆的形式，該壓電疊堆包括至少兩個一個接一個地串聯(lián)定位并且彼此串聯(lián)連接的壓電式部分致動器。在這點上，圖2A中示出的壓電致動器21沿閥體I的提升方向設(shè)置在相應(yīng)的與其相關(guān)聯(lián)的密封活塞IlA和IlB后面。換言之，因此，相應(yīng)的密封活塞IlA和IlB設(shè)置在閥體I和相應(yīng)的壓電致動器21之間。在這點上，壓電致動器21的厚度和/或形狀的變化通過由控制裝置22對相應(yīng)的壓電致動器21的控制而得到利用。這種厚度變化由相應(yīng)的壓電致動器的個體的厚度變化產(chǎn)生，使得相應(yīng)的壓電致動器的個體的厚度變化累加到一起，并由此提供壓電致動器21的整體的厚度變化。
[0080]在圖2B中，圖2A中示出的閥裝置100以打開狀態(tài)示出?？梢栽俅慰吹降氖侵髁鲃勇窂絀B被打開，并由此控制塊6和吹制裝置1000的其它部件之間的吹制空氣能夠例如通過拉伸桿到達塑料型坯。
[0081]此外，從根據(jù)圖1A和圖1B的實施例和根據(jù)圖2A和圖2B的實施例中都能夠看到的是，即使在例如整個吹制機1000的電源出故障之后，相應(yīng)的壓電致動器21仍能夠通過至少一個與其相關(guān)聯(lián)的用于存儲電能的能量存儲裝置3進行運動并且完成至少完整的行程長度(例如從打開位置到關(guān)閉位置)。
[0082]圖3A和圖3B示出了這里描述的閥裝置100的另一實施例的示意性側(cè)視圖，其中，與圖1A和圖1B中示出的致動元件2的不同之處在于閥體I被直接連接到圖1A和圖1B中示出的壓電致動器21。在這點上，在圖3A和圖3B中，省去了通過控制空氣對閥體I進行間接控制，從而實現(xiàn)了最直接地將壓電致動器21的機械變形的可能轉(zhuǎn)換成閥體的運動，其中，在圖3A中閥裝置100在打開位置下工作，而在圖3B中閥裝置在關(guān)閉位置下工作。
[0083]圖4A和圖4B示出了這里描述的閥裝置100的另一實施例的示意性側(cè)視圖，其中，與圖3A和圖3B不同的是，相應(yīng)的壓電致動器21被構(gòu)造成壓電疊堆的形式，從而在圖4A和圖4B中，在單個的部分壓電致動器的疊堆狀串接體范圍內(nèi)的厚度變化得到利用，以便如圖4A所示直接關(guān)閉閥裝置100或如圖4B所示打開閥裝置100。
[0084]圖4C和圖4D在另一示意性側(cè)視圖中示出了這里描述的閥裝置100的另一實施例，其中，再次通過在機械引導(dǎo)裝置的作用下使圖4C和圖4D示出的壓電致動器21 (其同樣由部分壓電致動器形成為串接體)的厚度改變，閥裝置100能夠被關(guān)閉或打開，并且閥體I被直接連接到壓電致動器21。
[0085]圖5示出了這里描述的傳動機構(gòu)4的示意性側(cè)視圖，傳動機構(gòu)4用于傳遞壓電致動器21的運動和/或變形并將壓電致動器21的運動和/或變形轉(zhuǎn)換成致動裝置23的密封活塞11和/或閥體I的活塞的提升運動。具體地，可以看到的是在圖5的側(cè)視圖中示出的傳動機構(gòu)4具有第一圓柱元件41并且還包括直接連接到該第一圓柱元件41的圓柱元件42。在這種情況下，圓柱元件41和圓柱元件42被構(gòu)造成是機械穩(wěn)定的，例如被構(gòu)造成整體。具體地，圓柱元件41具有比圓柱元件42小的直徑。在這種情況下，壓電元件和/或壓電元件的運動器件例如被直接連接到第一圓柱元件41的圓柱形外側(cè)面，而密封活塞11和/或密封活塞11的運動元件被連接到第二圓柱元件42的外表面，使得通過這樣的圓周變化，壓電元件21的本來較小的運動或厚度變化已經(jīng)能夠根據(jù)圓柱元件41和42的直徑比轉(zhuǎn)換成密封活塞11的相對較大的縱向運動。這特別地使得密封活塞11能夠沿整個驅(qū)動裝置的縱向方向運動。
[0086]本發(fā)明不限于對實施例的描述。相反，本發(fā)明包含每個新的特征以及特征的任何組合，特別是包括權(quán)利要求的特征的任何組合，即使這個特征或這個特征的組合沒有在權(quán)利要求中或在實施例中明確地提出。
【權(quán)利要求】
1.一種用于將吹制介質(zhì)(IA)可控地引入到塑料型坯中的閥裝置(100)，包括至少一個可控閥體(I)、至少一個致動裝置(23)以及用于控制所述致動裝置(23)的控制裝置(22)，其中，所述致動裝置(23)至少接間地操作性地連接到所述閥體(I)，其特征在于，所述致動裝置(23)包括至少一個壓電致動器(21)，其中，通過借助所述控制裝置(22)并且根據(jù)提供到所述壓電致動器(21)中的電流和/或施加到所述壓電致動器(21)的電壓而進行的所述致動裝置(23)的致動以及與所述致動裝置(23)的致動相關(guān)聯(lián)的所述壓電致動器(21)的控制，所述閥體(I)能夠從打開位置運動到關(guān)閉位置并且反之亦然，并且在所述關(guān)閉位置中，用于將所述吹制介質(zhì)(IA)引入到所述塑料型坯中的主流動路徑(IB)被關(guān)閉。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述致動裝置(23)包括至少一個控制空氣連接件(23A)，通過該控制空氣連接件，用于所述閥體(I)和/或所述致動裝置(23)的密封活塞(11)的機械運動的控制空氣能夠沿著控制空氣通道(23B)被引導(dǎo)，其中，在所述關(guān)閉位置中，流動路徑通過所述密封活塞(11)被關(guān)閉或打開。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述閥體(I)與所述致動裝置直接接合，具體地與所述壓電致動器(21)直接接合。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述致動裝置(23)的密封活塞(11)的提升運動和/或所述壓電致動器(21)的變形至少部分地可逆。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述致動裝置(23)的密封活塞的移位能夠通過所述壓電致動器(21)的外部形狀的變化實現(xiàn)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述致動裝置(23)的密封活塞的移位能夠通過沿所述閥體的提升方向的厚度擴張的變化實現(xiàn)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述壓電致動器(21)被構(gòu)造成壓電疊堆的形式，所述壓電疊堆包括一個接一個地串聯(lián)定位和/或彼此串聯(lián)連接的至少兩個壓電式部分致動器。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，至少一個用于存儲電能的能量存儲裝置(3)，其中，所述能量存儲裝置(3)的存儲能力被確定為使得通過所述壓電致動器(21)的控制和操作，所述閥體(I)和/或所述致動裝置(23)的密封活塞能夠運動經(jīng)過至少一個完整的提升運動。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，至少一個傳動機構(gòu)(4)，所述至少一個傳動機構(gòu)(4)用于傳遞所述壓電致動器(21)的運動和/或變形并且將所述壓電致動器(21)的運動和/或變形轉(zhuǎn)換成所述致動裝置(23)的密封活塞(11)的提升運動和/或所述閥體(I)的活塞的提升運動。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述閥體(I)的密封活塞(11)與所述閥體(I)的外殼(12)之間的至少一個密封表面(10)具有與所述密封活塞(11)的硬度不同的硬度。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述控制裝置(22)被連接至外電壓并且通過電總線系統(tǒng)操作。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求2至11中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述主流動路徑(IB)內(nèi)的體積流量能夠通過所述致動裝置(23)的密封活塞(11)的可變行程長度進行調(diào)節(jié)，所述可變行程長度能夠由所述控制裝置(22)進行調(diào)節(jié)。
13.一種用于將吹制介質(zhì)可控地引入到塑料型坯中的吹塑裝置(1000)，包括至少一個根據(jù)前述權(quán)利要求中的至少一項所述的閥裝置(100)，其特征在于，所述控制裝置(22)通過至少一個控制器站(200)被監(jiān)控和/或控制。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的吹塑裝置(1000)，其特征在于，至少一個拉伸桿在所述塑料型坯中的定位以及所述壓電致動器(21)通過所述控制裝置(22)的控制由所述控制器站(200)監(jiān)控和/或控制并且彼此協(xié)調(diào)。
15.根據(jù)權(quán)利要求12至13中的至少一項所述的吹塑裝置(1000)，其特征在于，所述閥體(I)的行程路徑和/或所述致動裝置(23)中的密封活塞(11)的行程路徑與引入到所述塑料型坯中的拉伸桿(300)的行程路徑平行或成大于0°并且小于180°的角度。
16.一種用于操作吹塑裝置(1000)的方法，其特征在于，至少一個用于將吹制介質(zhì)可控地引入到塑料型坯中的閥裝置(100)，其中，致動裝置(2)包括至少一個壓電致動器(21)，其中，通過借助所述控制裝置(22)并且根據(jù)提供到所述壓電致動器(21)中的電流和/或施加到所述壓電致動器(21)的電壓而進行的所述致動裝置(23)的致動以及與所述致動裝置(23)的致動相關(guān)聯(lián)的所述壓電致動器(21)的控制，所述閥體(I)能夠從打開位置運動到關(guān)閉位置并且反之亦然，并且在所述關(guān)閉位置中，用于將所述吹制介質(zhì)(IA)引入到所述塑料型坯中的主流動路徑(IB)被關(guān)閉。
【文檔編號】F16K31/02GK104514907SQ201410522977
【公開日】2015年4月15日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月4日
【發(fā)明者】迪特爾·芬格, 愛德華·漢德舒, 弗洛里安·杰爾丁格 申請人:克朗斯股份公司